本发明涉及烟叶加工检测，尤其涉及一种基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法及系统。
背景技术：
1、在相关技术中，cn118730960a公开了一种再造烟叶原料质量在线多重检验方法及其应用，所述方法包括以下步骤：(1)采集待测样品的近红外光谱数据，分析得到待测样品中化学指标的含量；(2)根据化学指标的含量筛选出关键化学指标，并建立质量评价综合指标；(3)针对待决策检验，按照自适应算法分配当前检验所对应的显著性水平，实施检验，确定所述待测样品的质量是否达标；(4)计算错误发现率和/或错误发现频率，评价检验效果。该方案提供的检验方法能够快速有效实现在线检验，不仅能够克服累计显著性水平过大的不足，同时还能够避免假设检验序列末尾的显著性水平过小的风险，相比现有离线检验方法，该方案提供的在线多重检验方法能够长时间的持续进行。
2、cn118583790a公开了一种鲜烟叶烘烤特性光谱快速分析方法、介质及系统，属于烟叶烘烤技术领域，该鲜烟叶烘烤特性光谱快速分析方法包括以下步骤：获取从田间采收的鲜烟叶样本的代表性光谱信息，记为烟叶光谱；获取暗箱实验中对鲜烟叶样本的烘烤特性进行评价分级得到烘烤特性标签；获取同一片鲜烟叶处的平均光谱，建立鲜烟叶的平均光谱与烘烤特性标签的映射关系，记为光谱标签映射，从而获得不同烘烤特性标签的鲜烟叶光谱数据集；以鲜烟叶光谱数据集训练神经网络，得到鲜烟叶烘烤特性判别模型；获取待测鲜烟叶的待测图像；根据待测图像获取鲜烟叶的待测光谱；利用判别模型判别待测光谱，得到判别结果；该方案能够通过光谱检测技术分析鲜烟叶的烘烤特性。
3、因此，相关技术中虽然可以检测烟叶的质量和特性，但相关技术主要使用单一光谱进行检测，然而，不同光源产生的光谱数据可用于检测不同的质量特性，而相关技术无法灵活切换光源，也无法使用多种光谱数据对烟叶进行全面检测，因此，也无法得到较为全面的质量信息。
4、公开于本技术背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本技术的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法及系统，能够解决相关技术难以灵活切换光源，也难以得到较为全面的质量信息的技术问题。
2、根据本发明的第一方面，提供一种基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，包括：将待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本分别固定在传输带的透明模块上，其中，所述传输带包括多个交替分布的透明模块和黑色模块，且透明模块和黑色模块的尺寸和数量皆相同，所述透明模块为透明柔性材料制成的载体，所述黑色模块为黑色不透光柔性材料制成的载体，多个交替分布的透明模块和黑色模块相互连接构成所述传输带；控制传输带运动，并将各个透明模块移动至检测位置，其中，所述检测位置处包括透射灯箱、led补光灯、卤钨灯、紫外光源和高光谱成像仪，所述透射灯箱位于传输带正下方，用于向正上方发射窄带状透射光束，led补光灯位于传输带斜上方，用于为烟叶样本进行补光，卤钨灯位于环形灯架上，所述环形灯架位于传输带正上方，所述卤钨灯用于通过预设波段的光线照射烟叶样本，所述紫外光源位于传输带斜上方，用于发射紫外光线照射烟叶样本，所述高光谱成像仪位于环形灯架正上方，所述透射光束在通过透明模块、烟叶样本和环形灯架后，被所述高光谱成像仪接收；保持led补光灯、卤钨灯和紫外光源关闭，保持透射灯箱开启，并在每个透明模块移动至检测位置时，通过高光谱成像仪获取烟叶样本的透射光谱数据；在获得待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本的透射光谱数据后，将各个烟叶样本分别固定在传输带的黑色模块上；控制传输带运动，并将各个黑色模块移动至检测位置；保持透射灯箱关闭并保持led补光灯开启，并在每个黑色模块移动至检测位置时，依次开启卤钨灯和紫外光源；在开启卤钨灯时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的反射光谱数据，并在开启紫外光源时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的荧光光谱数据；根据多个烟叶样本的透射光谱数据、反射光谱数据和荧光光谱数据，确定烟叶加工综合质量信息。
3、根据本发明的第二方面，提供一种基于高光谱技术的烟叶加工质量检测系统，包括：第一固定模块，用于将待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本分别固定在传输带的透明模块上，其中，所述传输带包括多个交替分布的透明模块和黑色模块，且透明模块和黑色模块的尺寸和数量皆相同，所述透明模块为透明柔性材料制成的载体，所述黑色模块为黑色不透光柔性材料制成的载体，多个交替分布的透明模块和黑色模块相互连接构成所述传输带；第一运动模块，用于控制传输带运动，并将各个透明模块移动至检测位置，其中，所述检测位置处包括透射灯箱、led补光灯、卤钨灯、紫外光源和高光谱成像仪，所述透射灯箱位于传输带正下方，用于向正上方发射窄带状透射光束，led补光灯位于传输带斜上方，用于为烟叶样本进行补光，卤钨灯位于环形灯架上，所述环形灯架位于传输带正上方，所述卤钨灯用于通过预设波段的光线照射烟叶样本，所述紫外光源位于传输带斜上方，用于发射紫外光线照射烟叶样本，所述高光谱成像仪位于环形灯架正上方，所述透射光束在通过透明模块、烟叶样本和环形灯架后，被所述高光谱成像仪接收；第一获取模块，用于保持led补光灯、卤钨灯和紫外光源关闭，保持透射灯箱开启，并在每个透明模块移动至检测位置时，通过高光谱成像仪获取烟叶样本的透射光谱数据；第二固定模块，用于在获得待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本的透射光谱数据后，将各个烟叶样本分别固定在传输带的黑色模块上；第二运动模块，用于控制传输带运动，并将各个黑色模块移动至检测位置；光源控制模块，用于保持透射灯箱关闭并保持led补光灯开启，并在每个黑色模块移动至检测位置时，依次开启卤钨灯和紫外光源；第二获取模块，用于在开启卤钨灯时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的反射光谱数据，并在开启紫外光源时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的荧光光谱数据；加工综合质量信息模块，用于根据多个烟叶样本的透射光谱数据、反射光谱数据和荧光光谱数据，确定烟叶加工综合质量信息。
4、技术效果：根据本发明，可使用特定的传输带来承载烟叶样本，从而利用透明模块和黑色模块为不同的光源提供检测高光谱数据所需的环境，提升高光谱数据的检测准确性。并可通过控制不同的光源照射烟叶样本，从而检测不同类型的高光谱数据，无需更换传输带和光源，即可实现多种光源的照射和多模态高光谱的数据采集分析，从而确定烟叶样本的多种质量特性，提升质量检测的全面性、准确性和灵活性。在确定常规化学组分质量评分时，可通过采样透射光谱函数和质量标准透射光谱函数的相对差值的最大值来描述该批次的烟叶样本在常规化学组分方面的质量的最低水平，用以表示该批次的烟叶样本在常规化学组分方面的整体质量水平，从而表示该批次的烟叶样本在常规化学组分方面与标准常规化学组分的整体接近程度，获得常规化学组分质量评分，可客观且准确地描述该批次的烟叶样本在常规化学组分方面的质量特性。在确定表面固态非烟类杂物质量评分时，可通过条件函数来找出反射光谱数据中的极小值点和极大值点，并记录其对应的波长，进而通过余弦相似度的方式来确定反射光谱采样数据是否具有特定固态非烟类杂物的反射峰和吸收峰的特征，从而确定烟叶样本表面是否存在特定固态非烟类杂物，提升固态非烟类杂物检测的准确性。并且，可利用固态非烟类杂物残留状况最严重的烟叶样本的质量情况来表示该批次烟叶在表面固态非烟类杂物方面的整体质量情况，提升固态非烟类杂物质量评分的准确性和客观性。在确定霉变程度质量评分时，可通过将各类霉变产物的荧光光谱波长代入采样荧光光谱函数，来确定荧光光谱函数在该波长处的光强，从而确定霉变产物是否超标，进而通过条件函数来设置该种霉变产物的质量函数。进一步地，可通过加权求和来求解烟叶样本在霉变方面的质量状况，进而取各个烟叶样本的对应的霉变方面的质量状况的最小值来描述该批次烟叶样本在霉变产物的含量的控制方面的整体质量情况，提升霉变程度质量评分的准确性和客观性。
5、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。
1.一种基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，包括：将待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本分别固定在传输带的透明模块上，其中，所述传输带包括多个交替分布的透明模块和黑色模块，且透明模块和黑色模块的尺寸和数量皆相同，所述透明模块为透明柔性材料制成的载体，所述黑色模块为黑色不透光柔性材料制成的载体，多个交替分布的透明模块和黑色模块相互连接构成所述传输带；控制传输带运动，并将各个透明模块移动至检测位置，其中，所述检测位置处包括透射灯箱、led补光灯、卤钨灯、紫外光源和高光谱成像仪，所述透射灯箱位于传输带正下方，用于向正上方发射窄带状透射光束，led补光灯位于传输带斜上方，用于为烟叶样本进行补光，卤钨灯位于环形灯架上，所述环形灯架位于传输带正上方，所述卤钨灯用于通过预设波段的光线照射烟叶样本，所述紫外光源位于传输带斜上方，用于发射紫外光线照射烟叶样本，所述高光谱成像仪位于环形灯架正上方，所述透射光束在通过透明模块、烟叶样本和环形灯架后，被所述高光谱成像仪接收；保持led补光灯、卤钨灯和紫外光源关闭，保持透射灯箱开启，并在每个透明模块移动至检测位置时，通过高光谱成像仪获取烟叶样本的透射光谱数据；在获得待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本的透射光谱数据后，将各个烟叶样本分别固定在传输带的黑色模块上；控制传输带运动，并将各个黑色模块移动至检测位置；保持透射灯箱关闭并保持led补光灯开启，并在每个黑色模块移动至检测位置时，依次开启卤钨灯和紫外光源；在开启卤钨灯时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的反射光谱数据，并在开启紫外光源时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的荧光光谱数据；根据多个烟叶样本的透射光谱数据、反射光谱数据和荧光光谱数据，确定烟叶加工综合质量信息。
2.根据权利要求1所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据多个烟叶样本的透射光谱数据、反射光谱数据和荧光光谱数据，确定待检测烟叶样本组的加工综合质量信息，包括：根据多个烟叶样本的透射光谱数据，获取待检测烟叶样本组的常规化学组分质量评分；根据多个烟叶样本的反射光谱数据，获取待检测烟叶样本组的固态非烟类杂物质量评分；根据多个烟叶样本的荧光光谱数据，获取待检测烟叶样本组的霉变程度质量评分；根据所述常规化学组分质量评分、所述固态非烟类杂物质量评分和所述霉变程度质量评分，获得待检测烟叶样本组的质量评分；根据所述待检测烟叶样本组的加工质量评分，确定所述烟叶加工综合质量信息。
3.根据权利要求2所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据多个烟叶样本的透射光谱数据，获取待检测烟叶样本组的常规化学组分质量评分，包括：对各个烟叶样本的透射光谱数据进行采样，获得透射光谱采样数据；对透射光谱采样数据进行拟合，获得采样透射光谱函数；根据待检测烟叶样本组的预设质量等级，确定与预设质量等级对应的标准透射光谱数据；对标准透射光谱数据进行拟合，获得质量标准透射光谱函数；根据所述采样透射光谱函数和所述质量标准透射光谱函数，获得常规化学组分质量评分。
4.根据权利要求3所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据所述采样透射光谱函数和所述质量标准透射光谱函数，获得常规化学组分质量评分，包括：
5.根据权利要求2所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据多个烟叶样本的反射光谱数据，获取待检测烟叶样本组的固态非烟类杂物质量评分，包括：对各个烟叶样本的反射光谱数据进行采样，获得反射光谱采样数据；设定多种固态非烟类杂物的吸收峰对应的第一波长和反射峰对应的第二波长；根据所述反射光谱采样数据、所述第一波长和所述第二波长，确定固态非烟类杂物质量评分。
6.根据权利要求5所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据所述反射光谱采样数据、所述第一波长和所述第二波长，确定固态非烟类杂物质量评分，包括：根据公式，
7.根据权利要求2所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据多个烟叶样本的荧光光谱数据，获取待检测烟叶样本组的霉变程度质量评分，包括：对各个烟叶样本的荧光光谱数据进行采样，获得荧光光谱采样数据；对荧光光谱采样数据进行拟合，获得采样荧光光谱函数；确定预设霉变产物的荧光光谱波长；根据所述采样荧光光谱函数和所述荧光光谱波长，获得霉变程度质量评分。
8.根据权利要求7所述的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测方法，其特征在于，根据所述采样荧光光谱函数和所述荧光光谱波长，获得霉变程度质量评分，包括：根据公式，确定霉变程度质量评分，其中，为第t种霉变产物对应的荧光光谱波长，为第t种霉变产物的预设荧光光强，为第i个烟叶样本的采样荧光光谱函数，为第t种霉变产物的预设权重，为霉变产物的种类数量，if为条件函数，min为取最小值函数，t≤，i≤n，且t、、i和n均为正整数。
9.一种用于执行如权利要求1-8中任一项所述的方法的基于高光谱技术的烟叶加工质量检测系统，其特征在于，包括：第一固定模块，用于将待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本分别固定在传输带的透明模块上，其中，所述传输带包括多个交替分布的透明模块和黑色模块，且透明模块和黑色模块的尺寸和数量皆相同，所述透明模块为透明柔性材料制成的载体，所述黑色模块为黑色不透光柔性材料制成的载体，多个交替分布的透明模块和黑色模块相互连接构成所述传输带；第一运动模块，用于控制传输带运动，并将各个透明模块移动至检测位置，其中，所述检测位置处包括透射灯箱、led补光灯、卤钨灯、紫外光源和高光谱成像仪，所述透射灯箱位于传输带正下方，用于向正上方发射窄带状透射光束，led补光灯位于传输带斜上方，用于为烟叶样本进行补光，卤钨灯位于环形灯架上，所述环形灯架位于传输带正上方，所述卤钨灯用于通过预设波段的光线照射烟叶样本，所述紫外光源位于传输带斜上方，用于发射紫外光线照射烟叶样本，所述高光谱成像仪位于环形灯架正上方，所述透射光束在通过透明模块、烟叶样本和环形灯架后，被所述高光谱成像仪接收；第一获取模块，用于保持led补光灯、卤钨灯和紫外光源关闭，保持透射灯箱开启，并在每个透明模块移动至检测位置时，通过高光谱成像仪获取烟叶样本的透射光谱数据；第二固定模块，用于在获得待检测烟叶样本组中的各个烟叶样本的透射光谱数据后，将各个烟叶样本分别固定在传输带的黑色模块上；第二运动模块，用于控制传输带运动，并将各个黑色模块移动至检测位置；光源控制模块，用于保持透射灯箱关闭并保持led补光灯开启，并在每个黑色模块移动至检测位置时，依次开启卤钨灯和紫外光源；第二获取模块，用于在开启卤钨灯时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的反射光谱数据，并在开启紫外光源时通过高光谱成像仪获取烟叶样本的荧光光谱数据；加工综合质量信息模块，用于根据多个烟叶样本的透射光谱数据、反射光谱数据和荧光光谱数据，确定烟叶加工综合质量信息。
